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中国环流三号聚变加料超声分子束注入系统有效距离研究
1
作者 肖国梁 陈程远 +6 位作者 刘生晖 殷娇 许可 朱毅仁 王驰宇 冯北滨 钟武律 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期174-181,共8页
中国自主研发的超声分子束注入技术在国际聚变装置中广泛应用,其中有效距离(即注入器出口至第1马赫盘的距离)是关键设计指标,尤其需保证此距离大于注入器至等离子体边界间的距离。本文针对中国环流三号(HL-3 Tokamak)的超声分子束系统... 中国自主研发的超声分子束注入技术在国际聚变装置中广泛应用,其中有效距离(即注入器出口至第1马赫盘的距离)是关键设计指标,尤其需保证此距离大于注入器至等离子体边界间的距离。本文针对中国环流三号(HL-3 Tokamak)的超声分子束系统进行了有效距离的深入研究。仿真结果显示,实际运行条件下,影响有效距离的关键因素是气源压力。模拟揭示了有效距离与气源压力间存在1/2幂指数关系,与常规超声分子束束流的定标规律相符,但在高压力比条件下,原定标关系可能低估有效距离。通过修正后的定标关系,研究表明中国环流三号装置中超声分子束系统的有效距离即使在小气源压力9×10^(4) Pa下也能满足注入器至等离子体边界距离的要求。 展开更多
关键词 超声分子束注入 有效距离 中国环流三号 聚变加料
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HL-2A装置偏滤器位形超声分子束注入深度观测 被引量：5
2
作者 冯北滨 姚良骅 +2 位作者 李伟 陈程远 冯震 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期97-100,共4页
用22道Hα辐射测量阵列观测了HL-2A装置偏滤器位形超声分子束的注入过程。观测结果表明:在HL-2A装置偏滤器位形下,当分子束注入气源压强大于1MPa时,Hα辐射沿径向分布存在两个峰值,其第二个Hα辐射峰值位于r/a^0.8附近,表明大部分氢粒... 用22道Hα辐射测量阵列观测了HL-2A装置偏滤器位形超声分子束的注入过程。观测结果表明:在HL-2A装置偏滤器位形下,当分子束注入气源压强大于1MPa时,Hα辐射沿径向分布存在两个峰值,其第二个Hα辐射峰值位于r/a^0.8附近,表明大部分氢粒子在等离子体边缘(SOL区域)即被离解或电离,但仍有部分氢粒子沉积在分界面内5cm。 展开更多
关键词 超声分子束注入 托卡马克 偏滤器 Hα辐射
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HL-2A装置超声分子束注入缓解偏滤器靶板上边缘局域模热通量研究 被引量：5
3
作者 高金明 程钧 +10 位作者 严龙文 李伟 聂林 冯北滨 陈程远 卢杰 易萍 季小全 周艳 刘仪 杨青巍 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期1-7,共7页
在HL-2A装置上优化和发展了偏滤器靶板上的红外测温系统,并利用该系统分析了高约束模放电期间边缘局域模的热沉积分布特性。在高约束模式放电期间,超声分子束注入使边缘局域模所引起的偏滤器靶板上瞬间热通量峰值下降了~60%,并伴随着边... 在HL-2A装置上优化和发展了偏滤器靶板上的红外测温系统,并利用该系统分析了高约束模放电期间边缘局域模的热沉积分布特性。在高约束模式放电期间,超声分子束注入使边缘局域模所引起的偏滤器靶板上瞬间热通量峰值下降了~60%,并伴随着边缘局域模爆发频率增加了2~3倍,而等离子体储能仅下降了~8%。分析结果表明,大幅度的丝状结构在超声分子束注入之后得到了有效抑制,沉积到偏滤器靶板上的瞬间热通量峰值也随之下降。此外,在超声分子束注入之后偏滤器室内的热辐射损失大幅度增加,从而耗散了热输运所携带的部分能量,进一步分散了沉积到偏滤器靶板上的能量,有效地保护了偏滤器靶板。 展开更多
关键词 边缘局域模 超声分子束注入 热通量缓解 红外测温系统
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超声分子束注入模型与流体输运程序的耦合 被引量：1
4
作者 王亚辉 郭文峰 +4 位作者 王占辉 万迪 任启龙 陈佳乐 孙爱萍 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期138-143,共6页
将超声分子束注入模型加入到流体输运程序ONETWO中,为ONETWO程序提供了重要的粒子源和电子、离子热源项。在ONETWO程序物理模型中加入超声分子束注入模型,修改TPSMBI程序并将其耦合到ONETWO程序中。运用耦合后的ONETWO程序模拟研究了喷... 将超声分子束注入模型加入到流体输运程序ONETWO中,为ONETWO程序提供了重要的粒子源和电子、离子热源项。在ONETWO程序物理模型中加入超声分子束注入模型,修改TPSMBI程序并将其耦合到ONETWO程序中。运用耦合后的ONETWO程序模拟研究了喷气法与超声分子束注入产生的源项。将超声分子束注入模型加入到ONETWO程序中不仅可以为相关的实验分析提供一种重要的工具,也可为未来装置(如中国聚变工程实验堆)的物理设计提供重要的粒子和能量源信息。 展开更多
关键词 超声分子束注入 ONETWO程序 程序耦合
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HL-3装置5 MW中性束高压电源系统设计
5
作者 张锦涛 王英翘 +4 位作者 夏于洋 李青 李春林 范臻圆 蔡一鸣 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第3期87-93,共7页
高压电源是中性束注入加热系统的重要组成部分,决定着束能量和引出束流的品质。为满足HL-3装置中性束注入系统功率需求,设计了基于PSM技术的模块化高压电源系统,通过串联叠加若干电源模块,实现额定电压输出。电源模块采用单相桥式整流... 高压电源是中性束注入加热系统的重要组成部分,决定着束能量和引出束流的品质。为满足HL-3装置中性束注入系统功率需求,设计了基于PSM技术的模块化高压电源系统,通过串联叠加若干电源模块,实现额定电压输出。电源模块采用单相桥式整流和半桥输出控制,设计了软启动电路和泄能回路,实现电源模块在市电供电条件下进行功能测试;设计调节模块电路,通过控制调节模块的输出电压等级,实现对电源输出电压的精确控制。利用MATLAB中Simulink工具箱对电源模块及系统进行仿真测试,测试了电源的软启动功能、额定输出及短路保护性能。搭建1600V/50A/5s试验样机和80kV/50A/5s测试平台,实验验证电源系统模块电气性能。经仿真和实验验证,电源模块试验样机满足额定输出要求,通过串联叠加,实现80kV电压稳定输出。电源短路保护时间小于6μs,实现了快速保护关断,满足HL-3装置5 MW中性束注入系统对高压电源的性能要求。 展开更多
关键词 中性束注入 脉冲阶梯调制 模块化 仿真实验验证 短路保护
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超声分子束束流辉光放电系统研制及应用
6
作者 殷娇 许可 +7 位作者 王驰宇 赵伟 蒋富强 陈程远 朱毅仁 聂林 冯北滨 肖国梁 《原子能科学技术》 2025年第S2期303-310,共8页
超声分子束注入作为磁约束聚变装置中一种常用的加料及边界粒子控制技术,因其速度快、定向性优良等特点被广泛应用。为优化束流特性,一种用于测量束流特性分布的辉光放电系统被研制,并被应用于束流结构及参数的研究分析。实验结果表明,... 超声分子束注入作为磁约束聚变装置中一种常用的加料及边界粒子控制技术,因其速度快、定向性优良等特点被广泛应用。为优化束流特性,一种用于测量束流特性分布的辉光放电系统被研制,并被应用于束流结构及参数的研究分析。实验结果表明,束流电离的过程可分辨条件下最快约为0.7 ms,系统配置的高速相机可捕获束流的清晰结构,该结构可准确用于束流寂静区长度及发散角度等关键信息测量。超声分子束束流纹影测量对比实验验证了直流辉光放电束流参数的一致性及可靠性。在此过程中,通过对束流形貌演化过程的研究,揭示了超声分子束的马赫盘形成机制,为其性能优化提供了物理和数据支撑。在氖气超声分子束放电实验中,扫描探针系统测得的束流响应给出了束流传播方向上的速度分布。马赫盘附近区域的速度分布结构特征与超声束流演化模型的预测相符,且通过速度分布测量获得的寂静区长度与纹影实验建立的定标关系呈现高度一致性,这为超声分子束的全剖面分布测量及其与等离子体相互作用的深入研究奠定了实验基础。 展开更多
关键词 超声分子束注入 辉光放电 束流形貌 束流速度
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HL-1M装置的杂质线辐射特性
7
作者 王全明 李可华 +2 位作者 刘永 邓中朝 姚良骅 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期124-128,共5页
给出了HL-1M装置放电实验中杂质线辐射的测量结果。氢分子束注入后 ,等离子体电子密度ne 明显提高 ,而杂质浓度大大降低。对应于分子束注入脉冲 ,分子束的“团簇”效应引起了杂质辐射峰化时间的错位。
关键词 杂质辐射 HL-1M装置 硅化壁 脉冲超声分子束注入实验 “团簇”效应 等离子体 正常放电
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HL-2A装置上粒子输运的研究 被引量：1
8
作者 李连才 周艳 +3 位作者 邓中朝 易江 李永高 冯北滨 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期116-120,共5页
用密度调制的方法研究了等离子体中粒子输运问题。采用了注入脉冲式补充送气和超声分子束两种不同的密度调制方法。在HL-2A装置常规欧姆放电的情况下,运用有限差分法和Nagashima矩阵技术,求解了粒子平衡方程。计算出了粒子的输运系数(... 用密度调制的方法研究了等离子体中粒子输运问题。采用了注入脉冲式补充送气和超声分子束两种不同的密度调制方法。在HL-2A装置常规欧姆放电的情况下,运用有限差分法和Nagashima矩阵技术,求解了粒子平衡方程。计算出了粒子的输运系数(对流速度v和扩散系数D)。研究了粒子输运系数与等离子体线平均密度之间的关系。实验结果表明,在欧姆放电的情况下,等离子体芯部的粒子对流速度方向始终是向内的,并且密度低时,粒子输运系数(粒子扩散系数D和对流速度v)较大;密度高时,粒子输运系数较小。 展开更多
关键词 密度调制 超声分子束注入 粒子输运 对流速度
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HL-2A装置边缘扰动特性观测
9
作者 洪文玉 严龙文 +5 位作者 钱俊 赵开君 程均 罗萃文 徐征宇 冯北滨 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期306-310,共5页
用中平面往复快速扫描6探针组观测HL-2A装置边缘等离子体的扰动特性。在一次放电中能测量到边缘等离子体参数的时空分布及其涨落量,雷诺胁强与极向流和带状流的关系,以及静电涨落驱动的粒子通量和热通量的径向变化。在多发弹丸注入(MPI... 用中平面往复快速扫描6探针组观测HL-2A装置边缘等离子体的扰动特性。在一次放电中能测量到边缘等离子体参数的时空分布及其涨落量,雷诺胁强与极向流和带状流的关系,以及静电涨落驱动的粒子通量和热通量的径向变化。在多发弹丸注入(MPI)和多脉冲超声分子束注入(SMBI)条件下,研究了边缘参数的涨落和相关特性。实验结果表明:SMBI和MPI等注入手段改变了边缘的扰动特性;雷诺胁强的径向梯度可以驱动带状流,抑制湍流输运。 展开更多
关键词 往复快速扫描探针 弹丸注入 超声分子束加料
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用光电探测器测量核聚变装置等离子体辐射损失功率
10
作者 施明亮 潘宇东 等 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第Z01期414-416,共3页
本文叙述了使用十六道光电二极管测量系统，对中国环流器新一号核聚 变装置等离子体辐射损失功率的测量结果。主要实验结果如下：（1）电子回旋波（ECW）波注入，辐射损失功率随时间的变化。（2）弹丸注入等离子体后辐射功率密度增加了... 本文叙述了使用十六道光电二极管测量系统，对中国环流器新一号核聚 变装置等离子体辐射损失功率的测量结果。主要实验结果如下：（1）电子回旋波（ECW）波注入，辐射损失功率随时间的变化。（2）弹丸注入等离子体后辐射功率密度增加了1．5倍。（3）超声分子束注入到等离子体后，辐射功率密度增加了30％。 展开更多
关键词 辐射损失功率 光电探测器 等离子体 核聚变装置 电子回旋液注入 弹丸注入 超声分子束注入
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